DE3535121C2

DE3535121C2 -

Info

Publication number: DE3535121C2
Application number: DE19853535121
Authority: DE
Inventors: Gerald 7731 Unterkirnach De Rilly; Bernhard 7733 Moenchweiler De Malota
Original assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Current assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Priority date: 1985-10-02
Filing date: 1985-10-02
Publication date: 1989-09-21
Also published as: DE3535121A1

Description

Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer stabilen hohen Gleichspannung mit Hilfe einer über einen mit hoher Frequenz schaltbaren elektronischen Schalter an eine niedrige Gleichspannung gelegte Primärwicklung eines Transformators mit einer Sekundärwicklung, die über einen Gleichrichter die hohe Spannung liefert sowie mit einer Regelschaltung zu deren Konstanthaltung und einer weiteren Sekundärwicklung.

Zur Gewinnung von Hochspannungen werden bevorzugt Generatoren im Frequenzbereich von 10 KHz bis 100 KHz verwendet. Werden derartige Hochspannungen in Fernsehgeräten erzeugt, arbeiten die Generatoren vorzugsweise mit der Horizontalablenkfrequenz, um sichtbare Störungen zu vermeiden.

Es ist z. B. ein Sinusoszillator bekannt, der einen geringen Oberwellengehalt und damit eine geringe Störstrahlung besitzt. Nachteilig ist jedoch der schlechte Wirkungsgrad und eine derartige Schaltungsanordnung wird deshalb nur in Oszilloskopen mit geringen Leistungen eingesetzt. Es sind auch Spannungswandler bekannt, die in direkter Verbindung mit der Horizontalablenkschaltung arbeiten, wie dies in vielen Fernsehgeräteempfängerschaltungen und Monitoren üblich ist. Derartige Spannungswandler besitzen den Vorteil, daß sie mit wenig Materialaufwand aufzubauen sind. Jedoch besitzt auch ein solcher Spannungswandler den Nachteil, daß eine lastabhängige Rückwirkung des Strahlstromes auf die Horizontalablenkung vorliegt. Durch den schwankenden Leistungsbedarf infolge der verschiedenen Strahlströme verändern sich auch die Impulse der Horizontalablenkung. Die Folge sind Amplitudenschwankungen des Bildes sowie Schwankungen in der Phasensynchronisation der Horizontalablenkung. Deshalb muß eine solche Schaltung zusätzlich geregelt werden, weil von einem bestimmten Strahlstrom ab Geometrieverzerrungen auftreten, welche insbesondere bei höherwertigen Monitoren nicht zulässig sind und auch bei Fernsehprojektionsgeräten stark in Erscheinung treten. Es gibt auch Schaltungskonzepte, welche die geregelte Spannungsversorgung aus dem Netz mit übernehmen, jedoch ist dabei nur ein geringer Regelbereich möglich.

Es ist eine Schaltung zur Konstanthaltung der Hochspannung in einer Zeilenablenkungsschaltung bekannt (DE-AS 12 51 376), bei welcher ein Betrag der im Hochspannungstransformator enthaltenen Energie in den Hochspannungskreis übertragen wird. Dies geschieht während der sehr kurzen Rücklaufzeit. Dazu wird in Abhängigkeit von der Größe der erzeugten Hochspannung ein Transistor mehr oder weniger durchgeschaltet, der parallel zur Ablenkspule einen zusätzlichen Übertrager einschaltet, der die Energie mehr oder weniger in den Hochspannungskreis überträgt. Der Transistor verbraucht dabei Energie, da er nie voll gesperrt oder vollkommen durchgeschaltet ist.

Bei einer weiter bekannten Schaltung (DE-OS 22 18 058) wird die Hochspannung für das Ablenksystem einer Kathodenstrahlröhre dadurch stabilisiert, daß ein Hilfsnetzteil in Abhängigkeit von der erzeugten Hochspannung eingeschaltet wird, wobei bei absinkender Hochspannung eine Hilfsspannung hinzuaddiert wird. Auch das Hilfsnetzteil verbraucht zusätzliche Leistung.

In der DE 30 42 982 C2 wird ebenfalls eine Schaltungsanordnung zum Stabilisieren der Hochspannung für Kathodenstrahlröhren beschrieben, bei der eine zusätzlich erzeugte Gleichspannung bei Abweichungen der Hochspannung dieser zugeschaltet und diese dadurch aufgestockt wird. Hierbei verbraucht der verwendete Transistor zur Zuschaltung der Gleichspannung ebenfalls zusätzliche Leistung, da er immer mehr oder weniger durchgeschaltet wird.

Ausgehend vom genannten Stand der Technik nach DE-AS 12 51 376 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur Erzeugung der Hochspannung anzugeben, welche höchsten Ansprüchen an die Stabilität der erzeugten Hochspannung genügt. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch gekennzeichneten Merkmale gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung besitzt den Vorteil, daß sie mit robusten und preiswerten Bauteilen auskommt und mit relativ wenig Materialaufwand eine hohe Stabilität erzielt werden kann.

Nachstehend wird die Erfindung mit Hilfe der Zeichnung näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der Erfindung;

Fig. 2 zeigt einen detaillierten Ausschnitt der Schaltung nach Fig. 1;

Fig. 3 zeigt Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung.

Fig. 1 zeigt einen an sich bekannten Hochspannungsgenerator mit einem Hochspannungstransformator 1, dessen Primärwicklung 2 in Reihe zu einem elektronischen Schalter 3 zwischen einer niedrigen Betriebsspannung U _B und Bezugspotential liegt. Der elektronische Schalter 3 wird über eine Treiberstufe 4 angesteuert, die an einen Horizontalfrequenzgenerator 5 angeschlossen ist, welchem die Synchronimpulse des Videosignals zugeleitet sind und der auch die Horizontalablenkschaltung, die nicht dargestellt ist, ansteuert. Die Sekundärwicklung 6 des Hochspannungstransformators 1 ist in bekannter Weise über einen Gleichrichter 7 zur Erzeugung der Hochspannung U _H an die Anode der Bildröhre 8 angeschlossen. Zur Stabilisierung der erzeugten Hochspannung wird eine Regelinformation über einen Spannungsteiler 9, 10 am Widerstand 10 abgenommen. Diese Regelinformation U′ _H gelangt an den Eingang eines Steuergenerators 11, der ebenfalls mit Zeilenfrequenz H getaktet wird. Der Steuergenerator 11 erzeugt Zündimpulse U _Z für einen Thyristor 12, der die von einer Sekundärwicklung 13 des Transformators erzeugte transformierte Sekundärspannung US über eine Speicherinduktivität 14 und eine Diode 15 auf Bezugspotential schaltet. Der Steuergenerator 11 legt den Zündzeitpunkt für den Thyristor 12 in Abhängigkeit von der Regelinformation U′ _H fest. Je früher der Thyristor 12 gezündet wird, desto mehr Energie wird in der Speicherinduktivität 14 gespeichert, die während des Rückschlagimpulses, d. h. bei gesperrtem elektronischen Schalter 3 zusätzlich in die Sekundärwicklung 6 eingekoppelt wird, wodurch die Spannungsspitze angehoben wird und damit die Hochspannung stabil bleibt.

Nachfolgend wird auf den mit 11 gekennzeichneten Steuergenerator im Detail eingegangen und in Verbindung mit den Diagrammen nach Fig. 3 erläutert.

Am Kollektor des Transistors 3 entsteht ein Spannungsverlauf UP nach Fig. 3a, der auf die Sekundärwicklung 12 des Hochspannungstransformators 1 mit einem Spannungsverlauf US nach Fig. 3b übertragen wird. Durch das Einschalten des Transistors 3 entsteht in der Primärwicklung 2 ein Primärstrom IP nach Fig. 3c. In Abhängigkeit von der Größe der erzeugten Hochspannung U _H wird mit Hilfe eines elektronischen Schalters, der im Beispiel als ein Thyristor 12 dargestellt ist, in der Zeitdauer mehr oder weniger eine Speicherinduktivität 14 eingeschaltet, deren Strom IS in dieser mehr oder weniger magnetische Energie speichert (Fig. 3d). Der Einschaltzeitpunkt des elektronischen Schalters wird bestimmt durch die Steuerschaltung 11, die in Fig. 2 detailliert dargestellt ist. Die Hochspannung U′ _H deren Regelsollwert bei U′ _H0 liegen möge, schwankt z. B. zwischen den Werten U′ _H1 und U′ _H2. Die Hochspannung U _H wird über einen Spannungsteiler 9 und 10 als Steuergröße U′ _H der Steuerschaltung 11 zugeführt. In dieser Steuerschaltung befindet sich ein Komparator 16, dessen einem Eingang die Steuergröße zugeführt ist. An dem anderen Eingang des Komparators 16 liegt die von einem Sägezahngenerator 17 erzeugte Sägezahnspannung U _D an (Fig. 3f). Der Sägezahngenerator 17 wird durch die aus einer Wicklung 13 des Hochspannungstransformators 1 entnommenen Impulse angesteuert. Diese Impulse besitzen die gleiche Frequenz wie die Ansteuerimpulse für den Schalter 3 im Primärkreis des Hochspannungstransformators, 1. Je nach Größe der Spannung U _H entsteht am Ausgang des Komparators 16 ein Impuls U _E nach Fig. 3g, Fig. 3i oder Fig. 3l. Die Anodenspannung U _T am Thyristor 12 ergibt den Verlauf nach Fig. 3e. Die Impulse am Ausgang des Komparators 16 gelangen an eine monostabile Kippschaltung 18, die den Zündimpuls für den Thyristor 12 liefert (Fig. 3h, Fig. 3k, Fig. 3m). Man erkennt, daß um so mehr Energie in der Speicherinduktivität 14 gespeichert wird je früher der Thyristor 12 gezündet wurde, d. h. je kleiner die Hochspannung U _H ist. Diese Energie wird während des Sperrens des Thyristors 12 in die Wicklung 6 des Hochspannungstransformators 1 übertragen. Die Spitze des Impulses nach Fig. 3a und damit die erzeugte Hochspannung U _H wird größer, wenn der Thyristor 12 zum Zeitpunkt tz 1 gezündet wird und kleiner, wenn er zum Zeitpunkt tz 2 gezündet wird. Anstelle des Thyristors 12 kann auch ein Transistor verwendet werden, der z. B. mit den Impulsen nach Fig. 3g, i und h angesteuert werden müßte. Durch die vor den Thyristor 12 eingeschaltete Diode 15 wird erreicht, daß die negativen Spitzen der Sekundärspannung U _S abgeschnitten werden. Dadurch wird der Spitzenwert der Anodenspannung reduziert und es kann ein Thyristor mit kleinerer Spannungsfestigkeit verwendet werden.

Bezugszeichenliste

1 Hochspannungstransformator
2 Primärwicklung
3 elektronischer Schalter
4 Treiberschaltung
5 Horizontalfrequenzgenerator
6 Sekundärwicklung
7 Diode
8 Bildröhre
9 Widerstand
10 Widerstand
11 Steuerschaltung
12 elektronischer Schalter
13 Sekundärwicklung
14 Speicherinduktivität
15 Diode
16 Komparator
17 Sägezahngenerator
18 Monostabile Kippstufe

Claims

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer stabilen hohen Gleichspannung mit Hilfe einer über einen mit hoher Frequenz schaltbaren elektronischen Schalter an eine niedrige Gleichspannung gelegten Primärwicklung eines Transformators mit einer Sekundärwicklung, die über einen Gleichrichter die hohe Spannung liefert, sowie mit einer Regelschaltung zu deren Konstanthaltung und einer weiteren Sekundärwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Sekundärwicklung (13) über eine mit dem Transformator (1) magnetisch gekoppelte Speicherdrossel (14), eine Diode (15) und einen elektronischen Schalter (12) auf Bezugspotential schaltbar ist, wobei der Einschaltzeitpunkt des elektronischen Schalters (12) in Abhängigkeit von einer aus der erzeugten Hochspannung (UH) abgeleiteten Steuergröße (U′H) über eine Steuerschaltung (11) veränderbar ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Sekundärwicklung (13) derart gepolt ist, daß sie eine der Primärspannung (Up) entgegengesetzte gepolte Spannung (Us) liefert.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode (15) derart gepolt ist, daß sie die negativen Anteile der von der Sekundärwicklung gelieferten Spannung für den elektronischen Schalter (12) unterdrückt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter (12) ein Thyristor ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter (12) ein Transistor ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (11) einen Sägezahngenerator (17) enthält, der mit der gleichen Frequenz wie der für den primärseitigen elektronischen Schalter (3) getaktet ist und die Steuergröße (U′ _H) aus der erzeugten Hochspannung (U _H) über einen Spannungsteiler (9, 10) mit der von dem Sägezahngenerator (17) gelieferten Spannung (U _D) mittels eines Komparators (16) eine monostabile Kippschaltung (18) ansteuert, die den Steuerimpuls (U _Z) für den elektronischen Schalter (12) liefert.